(57)【要約】【課題】回転変動を吸収しながらトルクを伝達する回転変動吸収ダンパプーリにおいて、ベルトスリップの発生を有効に防止する。【解決手段】回転軸に取り付けられてこの回転軸と一体的に回転するハブ１と、その外周側に同心的に配置されると共にハブ１と相対回転可能なプーリ４と、ハブ１の円周方向所定箇所に揺動可能に結合され揺動端部がハブ１の正回転側を向いたリンク７と、このリンク７の揺動端部に揺動可能に結合されると共にハブ１の正回転側へ向けて円弧状に延び、外周面がプーリ４の内周面に摺動可能に密接されるアーム９を備え、ハブ１に対するプーリ４の遅角差動時にはリンク７によってプーリ４の内周面に対するアーム９の摩擦力が増大し、ハブ１に対するプーリ４の進角差動時にはリンク７によってプーリ４の内周面に対するアーム９の摩擦力が減少する。【選択図】図２
2013050136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられてこの回転軸と一体的に回転するハブと、その外周側に同心的に配置されると共に前記ハブと相対回転可能なプーリと、前記ハブの円周方向所定箇所に揺動可能に結合され揺動端部が前記ハブの正回転側を向いたリンクと、このリンクの揺動端部に揺動可能に結合されると共に前記ハブの正回転側へ向けて円弧状に延び、外周面が前記プーリの内周面に摺動可能に密接されるアームを備えることを特徴とする回転変動吸収ダンパプーリ。
【請求項２】
アームの外周部に適度な摩擦係数をもつ摩擦材が設けられ、アームがこの摩擦材においてプーリの内周面と密接されることを特徴とする請求項１に記載の回転変動吸収ダンパプーリ。
【請求項３】
アームをプーリの内周面との接触状態に保持するばねが設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転変動吸収ダンパプーリ。
【請求項４】
ハブと同心的に配置された環状マスと、この環状マスをハブに弾性的に支持するマス支持弾性体からなるトーショナルダンパ部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転変動吸収ダンパプーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用内燃機関のクランクシャフト等の回転軸からベルトを介して他の回転機器へトルクを伝達すると共にその回転変動を吸収してベルト駆動を平滑化する回転変動吸収ダンパプーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のダンパプーリとしては、クランクシャフトと共に回転するハブと、このハブの外周に配置されてベルトが巻き掛けられるプーリと、前記ハブとプーリとを連結するゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなる環状の第一の弾性体と、前記ハブの外周にゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなる環状の第二の弾性体を介して環状の質量体を弾性的にかつ同心的に連結した構造のダイナミックダンパ等により構成されたものが知られている。
【０００３】
すなわち従来の回転変動吸収ダンパプーリは、ハブの外周に第二の弾性体を介して環状の質量体を弾性的に連結したダイナミックダンパが、所定の振動数域において円周方向へ共振することによる動的吸振効果によって、クランクシャフトの捩り振動を低減すると共に、クランクシャフトからハブへ入力された駆動トルクを、第一の弾性体の円周方向剪断変形作用によって反復的な回転変動（伝達トルクの変動）を吸収しながらプーリへ伝達するものである（例えば下記の特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、従来の回転変動吸収ダンパプーリは、プーリと、これをハブの外周に弾性的に連結している低ばねの第一の弾性体によって、共振点（共振周波数）の低い振動系を構成しているため、内燃機関を起動又は停止する過程でクランクシャフトの回転変動が前記共振点を通過することによってプーリが捩り方向（円周方向）へ大きく振動し、プーリと、これに巻き掛けられたベルトとの間にスリップを生じてしまう問題が指摘される。また、常用回転域で急激なトルク変動が発生した場合も、同様なベルトスリップが発生することがあった。
【０００５】
そして上述のようなベルトスリップの発生は、「ベルト鳴き」と呼ばれる異音が発生する原因となるほか、ベルトの摩耗によってその耐久性が低下し、走行に支障を来たすなどの懸念がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０７６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、回転変動を吸収しながらトルクを伝達する回転変動吸収ダンパプーリにおいて、ベルトスリップの発生を有効に防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る回転変動吸収ダンパプーリは、回転軸に取り付けられてこの回転軸と一体的に回転するハブと、その外周側に同心的に配置されると共に前記ハブと相対回転可能なプーリと、前記ハブの円周方向所定箇所に揺動可能に結合され揺動端部が前記ハブの正回転側を向いたリンクと、このリンクの揺動端部に揺動可能に結合されると共に前記ハブの正回転側へ向けて円弧状に延び、外周面が前記プーリの内周面に摺動可能に密接されるアームを備えるものである。
【０００９】
上記構成の回転変動吸収ダンパプーリは、ハブに対するプーリの遅角差動時にプーリの内周面に対するアームの摩擦力によってハブ側からプーリ側へ正回転方向のトルクを伝達し、ハブに対するプーリの進角差動時には前記摩擦力の低下によってトルク伝達を遮断するといったワンウェイクラッチ機構をなすと共に、伝達トルクの変動によるハブとプーリの円周方向相対変位を、プーリの内周面に対するアームの滑りにより吸収してプーリの回転を平滑化するものである。
【００１０】
詳しくは、回転軸の起動によってハブに入力された正回転方向の起動トルクは、ハブからリンクを介してアームへ伝達される。このとき、アームにはリンクによって外径側へ変位しようとする挙動が与えられるので、プーリの内周面に対するアームの摩擦力が増大し、これによってアームからプーリへの正回転方向のトルクの伝達が行われ、プーリの回転が開始される。
【００１１】
また、回転軸からハブに入力される回転変動によって、プーリにハブに対する相対的な遅角差動と進角差動を反復的に生じる状況においては、前記遅角差動時にはリンクによってアームに外径側へ変位しようとする挙動が与えられるので、プーリの内周面に対する摩擦力が増大し、プーリの内周面に対するアームの滑りを減少しながらプーリへのトルク伝達が行われ、進角差動時にはリンクによってアームに内径側へ変位しようとする挙動が与えられるので、プーリの内周面に対するアームの摩擦力が減少し、プーリの内周面に対するアームの滑りによってプーリのオーバーランが許容される。そして、このような動作によってプーリの回転が平滑化され、プーリの外周に巻き掛けられるベルトの滑りが防止される。
【００１２】
請求項２の発明に係る回転変動吸収ダンパプーリは、請求項１に記載の構成において、アームの外周部に適度な摩擦係数をもつ摩擦材が設けられ、アームがこの摩擦材においてプーリの内周面と密接されるものである。
【００１３】
また、請求項３の発明に係る回転変動吸収ダンパプーリは、請求項１又は２に記載の構成において、アームをプーリの内周面との接触状態に保持するばねが設けられたものである。
【００１４】
上記構成において設けられたばねは、回転停止時にプーリの内周面から離れていたアームが、ハブの起動時に遠心力によってプーリの内周面に衝突するのを防止するために、アームをプーリの内周面との接触状態に保持するものであるが、プーリの内周面に対するアームの摩擦力の調整手段としての機能をもたせることもできる。
【００１５】
請求項４の発明に係る回転変動吸収ダンパプーリは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、ハブと同心的に配置された環状マスと、この環状マスをハブに弾性的に支持するマス支持弾性体からなるトーショナルダンパ部を備えるものである。
【００１６】
上記構成において、トーショナルダンパ部は、環状マスの捩り方向慣性質量とマス支持弾性体の捩り方向ばね定数による共振周波数域で入力振動と共振することによって、回転軸の捩り振動を動的に吸収する制振機能を発揮するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る回転変動吸収ダンパプーリによれば、プーリをマスとする共振系が構成されないので、起動や回転停止の過程でプーリとそれに巻き掛けられたベルトとの間でプーリの共振運動によるスリップが発生することはなく、ハブからの伝達トルクの変動（回転変動）によるプーリの遅角差動時にはプーリの内周面に対するアームの摩擦力が増大し、プーリの進角差動時にはプーリの内周面に対するアームの摩擦力が減少することによって、プーリの内周面とアームが反復的な滑りを生じながら、ハブからプーリへのトルクの伝達と回転変動の吸収を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る回転変動吸収ダンパプーリの好ましい実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】図１におけるII−II線位置で軸心Ｏと直交する平面で切断して示す断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る回転変動吸収ダンパプーリの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において用いられる「正面側」とは、図１における左側、すなわち車両のフロント側のことであり、「背面側」とは、図１における右側、すなわち内燃機関が存在する側のことであり、正回転方向とは、図２における時計回りの方向をいう。
【００２０】
これらの図において、参照符号１は、自動車の内燃機関のクランクシャフト（不図示）の軸端に取り付けられるハブである。このハブ１は、金属材料の鋳造等により製作されたものであって、回転軸であるクランクシャフトに固定される内筒部１ａと、そこから外径側へ展開する円盤部１ｂと、その径方向中間から正面側へ突出した中間筒部１ｃと、円盤部１ｂの外径端部から背面側へ延びる外筒部１ｄを有する。
【００２１】
ハブ１の外筒部１ｄの外周には環状マス２が配置されており、この環状マス２と前記外筒部１ｄは、マス支持弾性体３を介して捩り方向（円周方向）相対変位可能に弾性的に連結されている。環状マス２は、密度（比重）の高い金属材料の鋳造等により製作されたものであり、マス支持弾性体３は、耐熱性、耐寒性及び機械的強度に優れたゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で環状（円筒状）に加硫成形され、環状マス２と外筒部１ｄの間の曲がりくねった隙間へ圧入されたものである。
【００２２】
そして、環状マス２とマス支持弾性体３は機関振動に起因するクランクシャフトの捩り方向の共振を動的に吸収するトーショナルダンパ部ＴＶＤを構成するものであって、すなわちこのトーショナルダンパ部ＴＶＤの捩り方向共振周波数は、環状マス２の慣性質量と、マス支持弾性体３のばね定数によってクランクシャフトの捩れ角が最大となる所定の振動数域と合致するように同調されている。
【００２３】
ハブ１の外周側にはプーリ４が同心的に配置されている。このプーリ４は金属板のプレス成形及び転造等によって製作されたものであって、トーショナルダンパ部ＴＶＤにおける環状マス２の外周にラジアルベアリング５を介して回転可能に同心支持されたプーリ本体４ａと、そこから正面側へ延在された円筒部４ｂと、この円筒部４ｂの端部からトーショナルダンパ部ＴＶＤ（環状マス２及びマス支持弾性体３）の正面側を内径方向へ延びる内向きフランジ４ｃとからなる。プーリ本体４ａの外周面にはポリＶ溝が形成されており、不図示の無端ベルトが巻き掛けられるようになっている。
【００２４】
環状マス２とプーリ４のプーリ本体４ａの間に摺動可能に介在しているラジアルベアリング５は、摺動性及び耐摩耗性に優れたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの合成樹脂材料からなるものであって、円筒状に成形されている。
【００２５】
ハブ１における円盤部１ｂの正面側には、その１８０度対称位置に軸心Ｏと平行に植設された取付軸６を介して、それぞれリンク７が揺動可能に結合されており、その揺動端部がハブ１の正回転側を向いている。
【００２６】
各リンク７の揺動端部には、それぞれリンクピン８を介してアーム９が揺動可能に結合されている。アーム９は、リンク７と連結された基端部９１ａからハブ１の正回転側へ向けて半円弧状をなして延びるアーム本体９１と、その外周面に一体的に接合された摩擦材９２からなり、摩擦材９２の外周面の全面が、プーリ４の円筒部４ｂの内周面に摺動可能に密接されている。したがってこの状態では、アーム９（アーム本体９１及び摩擦材９２）は、プーリ４の円筒部４ｂの内周面と略同心の円弧状をなしている。
【００２７】
アーム９におけるアーム本体９１の基端部９１ａと、他方のアーム９におけるアーム本体９１の先端部９１ｂは、円周方向２箇所（１８０度対称位置）で円周方向へ互いに近接対向しており、前記基端部９１ａと先端部９１ｂの間にはコイルスプリング１０が介装されている。このコイルスプリング１０は請求項３に記載された「ばね」に相当するものであって、アーム９における摩擦材９２の外周面をプーリ４の円筒部４ｂの内周面との密接状態に保持するように、アーム本体９１の先端部９１ｂと、これに対向するアーム本体９１の基端部９１ａを互いに離間させる方向へ付勢するものである。
【００２８】
また、コイルスプリング１０は遠心力等によって脱落することがないように、その両端が、アーム本体９１の基端部９１ａに形成した保持穴と、これに対向する他方のアーム本体９１の先端部９１ｂに形成した保持穴に嵌合されている。
【００２９】
ハブ１の中間筒部１ｃの外周面には内側押さえ部材１１が取り付けられている。この内側押さえ部材１１は金属板のプレス成形等によって製作されたものであって、前記中間筒部１ｃの外周面に圧入嵌着された嵌合筒部１１ａ及びその正面側の端部から外径方向へ展開したフランジ部１１ｂを有し、このフランジ部１１ｂによって、取付軸６からのリンク７の脱落が防止されている。
【００３０】
プーリ４の内向きフランジ４ｃは内側押さえ部材１１のフランジ部１１ｂの正面側に位置していて、この内向きフランジ４ｃの内側面には、摺動性及び耐摩耗性に優れたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの合成樹脂材料で平ワッシャ状に成形された内側スラストベアリング１２が、摺動可能に密接されている。そして内側押さえ部材１１のフランジ部１１ｂにおける前記内向きフランジ４ｃとの対向面には、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるスラストばね１３が一体に設けられ、内側スラストベアリング１２はこのスラストばね１３の端面に一体に設けられ、すなわちこのスラストばね１３によって、前記内向きフランジ４ｃの内側面に対する適当な密接面圧が付与されている。
【００３１】
ハブ１の中間筒部１ｃの内周面には外側押さえ部材１４が取り付けられている。この外側押さえ部材１４は金属板のプレス成形等によって製作されたものであって、前記中間筒部１ｃの内周面に圧入嵌着された嵌合筒部１４ａ及びその正面側の端部から外径方向へ展開したフランジ部１４ｂを有する。このフランジ部１４ｂはプーリ４の内向きフランジ４ｃの正面側に位置していて、互いに軸方向に対向する前記内向きフランジ４ｃとフランジ部１４ｂの間には、外側スラストベアリング１５が摺動可能に介在されている。この外側スラストベアリング１５は摺動性及び耐摩耗性に優れたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの合成樹脂材料からなり、平ワッシャ状に成形されたものである。
【００３２】
したがってプーリ４は、その内向きフランジ４ｃが、スラストばね１３及び内側スラストベアリング１２と外側スラストベアリング１５を介して、内側押さえ部材１１のフランジ部１１ｂと外側押さえ部材１４のフランジ部１４ｂの間に相対回転可能に挟持されることによって、軸方向変位が規制されている。
【００３３】
以上の構成を備える回転変動吸収ダンパプーリは、ハブ１に対するプーリ４の遅角差動時にはハブ１側からプーリ４側へ正回転方向のトルクを伝達し、ハブ１に対するプーリ４の進角差動時にはトルク伝達を遮断するといったワンウェイクラッチ機構をなすと共に、回転変動によるハブ１とプーリ４の円周方向相対変位を、アーム９における摩擦材９２の外周面とプーリ４の円筒部４ｂの内周面との滑りにより吸収して、プーリ４の回転を平滑化するものである。
【００３４】
詳しくは、内燃機関の起動によってクランクシャフトからハブ１に正回転方向（図２における時計回りの方向）の起動トルクが与えられると、この起動トルクは、取付軸６を介してリンク７へ伝達され、さらにピン８を介してアーム９へ伝達される。このため、コイルスプリング１０の付勢力によってプーリ４の円筒部４ｂとの密接状態に保持されたアーム９の摩擦材９２が前記円筒部４ｂと滑りながら、プーリ４がハブ１に対して相対的に遅角差動状態になって行くが、このとき、前記円筒部４ｂに対する摩擦材９２の摩擦抵抗によって、リンク７は取付軸６を中心として外径側へ揺動しようとするので、その揺動端部にピン８を介して揺動可能に連結されたアーム９には、外径側へ向けての挙動が与えられる。このため、円筒部４ｂに対する摩擦材９２の摩擦力が増大し、これによってアーム９からプーリ４への正回転方向のトルクの伝達が行われ、すなわちーム９の摩擦材９２とプーリ４の円筒部４ｂの滑りが漸減しながらプーリ４の回転が開始される。
【００３５】
そして、クランクシャフトの周期的な回転変動の入力においては、ベルトや補機を含むプーリ４側の慣性によってプーリ４にハブ１に対する遅角差動と進角差動が反復的に発生することになるが、プーリ４の遅角差動においては上述のようにプーリ４の円筒部４ｂに対するアーム９の摩擦材９２の摩擦力が増大して滑りが減少し、プーリ４の進角差動においては上述と逆の動作によって摩擦材９２の摩擦力が減少して滑りが大きくなるといった動作が繰り返される。このため比較的小さな回転変動によるハブ１とプーリ４の反復的な円周方向相対変位は、アーム９の摩擦材９２とプーリ４の円筒部４ｂの滑りによって吸収され、これによってベルトや補機を含むプーリ４側の平滑な回転が維持される。
【００３６】
さらに、クランクシャフトの共振によってその捩れ角が最大となる回転域では、環状マス２とマス支持弾性体３からなるトーショナルダンパ部ＴＶＤが入力される回転変動と逆位相で捩り方向（円周方向）に共振し、すなわちその共振によるトルクは入力されるトルク変動と逆方向へ生じるため、クランクシャフトの回転変動のピークを有効に低減する動的吸振効果を発揮する。
【００３７】
また、例えば内燃機関を停止させるときなどにハブ１の正方向の回転が減速されることによって、ベルトや補機を含むプーリ４側の慣性によってハブ１に対してプーリ４が大きく進角差動する場合は、先に説明したようにアーム９の摩擦材９２とプーリ４の円筒部４ｂの摩擦係合が行われないので、トルク伝達が遮断されてハブ１に対するプーリ４のオーバーランが許容される。
【００３８】
したがって、これらの作用によって、プーリ４とその外周に巻き掛けられるベルトの滑りが防止され、ひいてはこのようなベルトスリップによる「ベルト鳴き」と呼ばれる異音の発生や、ベルトの耐久性低下が有効に防止される。
【符号の説明】
【００３９】
１  ハブ
２  環状マス
３  マス支持弾性体
４  プーリ
７  リンク
９  アーム
９１  アーム本体
９２  摩擦材
１０  コイルスプリング（ばね）
ＴＶＤ  トーショナルダンパ部
【図１】
2013050136.tif 000003
【図２】
2013050136.tif 000004